System för slamavvattning och slamtorkning

• 1. Avvattning av slam och torkning av slam
• 2. Metoder för koncentration av flytande avfall
• 3. Jämförelse mellan koncentrering och torkning av slam
• 4. Avslutande kommentarer

1. Avvattning av slam och torkning av slam

Industriellt och kommunalt avloppsvatten innehåller suspenderade fasta ämnen av olika slag och storlek. Under reningsprocessen av avloppsvattnet avskiljs dessa fasta ämnen från vattnet för vidare hantering, vilket kan ske genom:

• Kontrollerad utsläpp.
• Kompostering.
• Återvinning som biprodukt.

Dessa fasta avfall förekommer i form av slam och uppstår under följande processer:

• Fasta ämnen som avskiljs vid förbehandling, till exempel genom sedimentering eller flotation med upplöst luft.
• De fasta ämnen som bildas genom koagulering och flockning av kolloidala ämnen.
• Avfall som härrör från biologisk nedbrytning av upplöst organiskt material, vilken kan ske genom aeroba eller anaeroba bakterier.

Det slam som uppstår vid separering av fasta ämnen har vanligtvis en låg torrsubstanshalt, som sällan överstiger 4–5 %.

Eftersom förordningen förbjuder deponering av detta slam måste det avvattnas tills det uppnår minst 30 % torrsubstans. Avvattningsprocessen gör det möjligt att minska slamvolymen, vilket minimerar kostnaderna för transport och slutlig hantering.

2. Val av process för koncentrering av flytande avfall

Valet av torkningsmetod beror på faktorer som:

• Slammets initiala koncentration: Slam med låg koncentration, såsom det som produceras i en sekundär sedimenteringsbehållare (mindre än 1 % torrsubstans), kräver en mellanliggande förtjockningsprocess före avvattningen. Däremot uppnår det slam som genereras genom flotation med upplöst luft (DAF) tillräckliga koncentrationer för att kunna matas in i avvattningsprocessen utan behov av ytterligare behandlingar.
• Slammets beskaffenhet: Det är inte samma sak att torka ut avfall som ska deponeras som avfall som kan återvinnas (t.ex. till kompost eller som biprodukt). I det senare fallet är det motiverat att göra större investeringar, både vad gäller anläggningskostnader och energiförbrukning.
• Utrymme och miljöpåverkan: Tillgången på utrymme och de eventuella effekterna av det uppkomna slammet (lukt, smittspridare, läckage) avgör valet av system.
• Tillgänglig energi: I branscher med överskottsenergi (t.ex. ånga eller varmvatten) kan ett värmesystem vara ett mer lönsamt alternativ.
• Geografiskt läge: Avståndet till avfallsanläggningar eller lokala miljöbegränsningar spelar också in vid valet av alternativ.

De vanligaste metoderna för slamavvattning är av två typer:

• Värmetorkning.
• Maskinell torkning.

2.1. Termisk torkning

Vakuumindunstning

En mycket effektiv teknik (volymminskning på över 95 %), som bygger på att vätskan avdunstas vid låg temperatur (30–40 °C) under vakuumförhållanden. Tekniken möjliggör återanvändning av kondensvattnet och säker hantering av det koncentrerade restavfallet.

Fördelar:

• Hög effektivitet.
• Återvinning av rent vatten och biprodukter.
• Minskning av avfall.

Nackdelar:

• Hög energiförbrukning.
• Hög initialinvestering

Andra värmetekniker

Det finns även andra tekniker, såsom roterande trummor, värmeskruvar eller soltorkning, som är en metod som blir allt vanligare.

Denna utrustning används vanligtvis i följande situationer:

• När det fast avfall som uppstår har ett mervärde och kan återanvändas som råvara eller biprodukt.
• När slammet innehåller en hög koncentration av farliga föroreningar och måste transporteras till särskilda, kostsamma deponier.

Några exempel är: läkemedelsindustrin, galvanisering, garvning, livsmedelsindustrin, behandling av lakvatten osv.

2.2. Mekanisk torkning

Filterpress

Ett diskontinuerligt system som med hjälp av hydrauliskt tryck producerar mycket torra presskakor. Filterpressar används i stor utsträckning inom industriella tillämpningar, vattenrening och gruvdrift

Fördelar

• Mycket låg luftfuktighet, mellan 35–50 %.
• Låg energiförbrukning.
• Manuella och automatiska alternativ.

Nackdelar:

• Långsamma cykler.
• Kräver förbehandling.

Bandpassfilter

Ett bandfilter är en kontinuerlig process som är billigare och enklare att driva än en filterpress. Det är en teknik som ofta används för avvattning av organiskt slam och slam från kommunala reningsverk.

Fördelar:

• Låg kostnad.
• Kontinuerlig drift.

Nackdelar

• Sämre prestanda.
• Känslig för förändringar i slammet.
• Lägre torrsubstanshalt i slammet (15–25 % TS), vilket ibland kräver kompletterande behandlingar genom någon av följande metoder: förhandstorkning på avvattningsbord, efterföljande termisk torkning etc.

Centrifugdekanter

Den utnyttjar centrifugalkraften för att separera fasta och flytande faser. Den används ofta för separation av industrioljor och för koncentrering av slam från kommunala reningsverk.

Fördelar:

• Kompakt.
• Snabbt.
• Kan automatiseras.

Nackdelar:

• Medelhöga/höga energikostnader.
• Stort underhållsbehov.

3. Jämförelse mellan metoder för avvattning och torkning av slam

Som vi just nämnde är termiska och mekaniska system de mest effektiva metoderna för att torka slam från avloppsrening.

Nedan följer en jämförelsetabell över olika metoder för avvattning och torkning av slam:

Process	% MS	Energiförbrukning	Investering	Slam	Underhållskostnad	Filtreringskvalitet
Vakuumindunstning	≥ 95	Högt	Registrering	Återvinningsbart eller giftigt	Medel-hög	Registrering
Filterpress	40–60	Bas	Media	Förtjockade	Medel	Avregistrera
Bandpassfilter	20–30	Mycket låg	Avregistrera	Kommunalt reningsverk	Bas	Avregistrera
Centrifug	30–50	Medel	Medel-Hög	Övrigt	Högt	Avregistrera

Vi konstaterar att valet av den lämpligaste metoden i grunden beror på avfallstypen och på om avfallet kan återvinnas eller är giftigt.

Mekanisk torkning med filterpress erbjuder hög effektivitet, eftersom man uppnår en hög torkningsgrad med låga investerings- och installationskostnader, samt låg energiförbrukning och relativt enkelt underhåll.

Vakuumindunstning är lämpligast när man vill återvinna restprodukten, eller när man behöver en hög koncentration av restprodukten på grund av dess farlighet eller komplexitet. I dessa fall kan den initiala investeringen och den höga energiförbrukningen komma att betala sig.

Bandfilter och centrifuger är bäst lämpade för stora flöden av enkel slam, såsom det som kommer från kommunala reningsverk. De ger en slamkoncentration som uppfyller kraven för standarddeponier, till relativt låga installations- och driftskostnader.

4. Avslutande kommentarer

Vid rening av avloppsvatten uppstår slam med låg koncentration som måste omvandlas till stabilt fast avfall för att kunna hanteras och kasseras. Myndigheterna reglerar avfallshanteringen utifrån avfallets farlighet och torrhalt, och kräver att torrhalten uppgår till minst 30 %.

Reningsverk är ofta utrustade med torkningssystem (mekaniska, termiska eller kombinerade) för att uppfylla dessa krav. En kombination av olika tekniker är oftast det mest effektiva alternativet.

Vissa branscher väljer, i stället för att investera i sådana anläggningar, att skicka sina flytande avfall till externa avfallshanterare, vilket medför högre kostnader per ton behandlat slam.